Uendelig geometrisk rekke og trekant med kvadrater

Del 2, alle hjelpemidler

Uendelig geometrisk rekke og trekant med kvadrater

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Vi har en uendelig geometrisk rekke a1+a2+a3+⋯ som er konvergent.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Vis at summen S av rekken kan skrives

S=a12a1−a2

Figuren nedenfor viser en rettvinklet og likebeint △ABC der katetene har lengde 12. Inne i trekanten har vi en rekke kvadrater (markert med blått på figuren). Det største kvadratet har side 6, det nest største har side 3, slik at sidene til kvadratene blir halvert i det uendelige.

Rettvinklet likebeint trekant ABC med rekke av kvadrater og trekanter inni

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Forklar at summen S av arealene til kvadratene kan skrives som en uendelig geometrisk rekke. Bruk formelen i oppgave a) til å bestemme S.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

△ABC inneholder også uendelig mange rettvinklede og likebeinte trekanter (markert med grønt på figuren) der sidene også halveres fra gang til gang. Skriv summen av arealene til disse trekantene som en uendelig geometrisk rekke. Bestem denne summen.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Forklar hvordan du kunne ha funnet de to summene i oppgave b) og oppgave c) ved hjelp av et geometrisk resonnement.

Fasit

Vist, se løsningsforslag.

S=48

S=24

Skvadrater+Strekanter=Areal(△ABC)=72

LøsningsforslagKI-generert

Rekken a1+a2+a3+⋯ er en uendelig geometrisk rekke med kvotient k=a2a1. Siden rekken er konvergent, er summen gitt ved

S=a11−k

Vi setter inn k=a2a1:

S=a11−a2a1=a1a1−a2a1=a1⋅a1a1−a2=a12a1−a2

Q.E.D.

Trekanten ABC er rettvinklet og likebeint med kateter 12. Kvadratet inntil hjørnet B har side 6, og hvert påfølgende kvadrat (oppover mot C) har halvparten så lang side som det forrige. Siden arealet av et kvadrat er proporsjonalt med kvadratet av siden, blir arealene til kvadratene en geometrisk rekke med kvotient

k=(12)2=14

Det første kvadratet har areal a1=62=36, det neste a2=32=9. Med formelen fra a):

S=a12a1−a2=36236−9=129627=48

Se utregning i GeoGebra CAS (Kvadratsum):

Kvadratsum og trekantsum i CAS

Summen av arealene til kvadratene er S=48.

Det første (og største) av de grønne trekantene har hjørne i A. Kvadratet med side 6 ligger inntil B langs AB, slik at det gjenstår en strekning 12−6=6 fra A til kvadratets nærmeste hjørne. Den grønne trekanten er dermed rettvinklet og likebeint med begge kateter 6, og har areal

a1=12⋅6⋅6=18

Hele konstruksjonen (kvadrat + grønn trekant + gjenværende trekant) gjentar seg i den mindre, gjenværende trekanten øverst, som er formlik med △ABC med skala 12. Dermed halveres kateten i den grønne trekanten for hver gang, og arealene til de grønne trekantene danner en geometrisk rekke med samme kvotient som for kvadratene:

k=(12)2=14

Det andre leddet blir a2=12⋅3⋅3=4,5. Med formelen fra a):

S=a12a1−a2=18218−4,5=32413,5=24

Se utregning i GeoGebra CAS (Trekantsum) i samme utklipp som over.

Summen av arealene til de grønne trekantene er S=24.

For hver runde i konstruksjonen dekkes trekanten △ABC av ett kvadrat, én grønn trekant og en ny, mindre trekant som er formlik med △ABC (skalert med 12 i lengde, altså 14 i areal). Etter uendelig mange runder krymper den gjenværende ufargede trekanten mot areal 0, slik at kvadratene og de grønne trekantene til sammen dekker hele △ABC:

Skvadrater+Strekanter=Areal(△ABC)=12⋅12⋅12=72

Dette stemmer med svarene i b) og c), siden 48+24=72 (se ArealABC i CAS-utklippet).

Alternativt kan man bruke selvlikheten direkte: siden den gjenværende trekanten etter første runde er en skalert kopi av △ABC (skala 14 i areal), må totalsummen X av kvadratarealene tilfredsstille

X=36+14X⇒X=48

og tilsvarende for de grønne trekantene, Y=18+14Y⇒Y=24 — samme svar som i b) og c), men funnet uten å bruke summeformelen for en geometrisk rekke direkte.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt